摘　要：介紹了四川省雷電活動(dòng)的特點(diǎn)，指出雷擊跳閘事故仍是輸電線路故障跳閘的主要因素。介紹了線路型復(fù)合外套金屬氧化物避雷器的特點(diǎn)，和近年來四川電網(wǎng)采用線路型避雷器防雷的情況，分析指出采用這種方法可以有效降低雷擊跳閘事故，大幅度提高線路的耐雷水平，值得大力推廣應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：輸電線路；線路避雷器；雷擊跳閘率 據(jù)原國(guó)家電力公司安運(yùn)部的統(tǒng)計(jì)資料表明，雷擊各級(jí)輸電線路而引發(fā)的跳閘事故占總事故的60%左右，尤其在地形復(fù)雜、土壤電阻率高和多雷的山區(qū)，雷擊輸電線路而引發(fā)的事故率更高，由此而造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。 為了減少輸電線路的雷擊故障，傳統(tǒng)的措施有：降低桿塔接地電阻、加裝負(fù)角保護(hù)、加裝耦合地線、增加絕緣子片數(shù)（提高線路絕緣水平等等）。但是，由于各種原因，即使采用了以上措施，有不少地區(qū)仍不能有效降低雷擊跳閘事故率。 鑒于以上情況，從1997年起，四川電力試驗(yàn)研究院與西安電瓷研究所、西安交通大學(xué)等共同研制和開發(fā)了110 kV線路避雷器，繼而獨(dú)立開發(fā)了10 kV、35 kV、220kV電壓等級(jí)的線路避雷器，以及變壓器中性點(diǎn)避雷器和站用避雷器。目前已成功地應(yīng)用在四川省電力公司和地方電網(wǎng)的十幾個(gè)電業(yè)局、發(fā)電廠，有效地降低了雷擊跳閘事故，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，深受使用單位的好評(píng)，相繼獲得四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)和四川電力科技進(jìn)步獎(jiǎng)。 一、 線路型復(fù)合外套金屬氧化物避雷器的特點(diǎn) 隨著制造水平的提高，中國(guó)從20世紀(jì)80年代起開始采用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器，與傳統(tǒng)的瓷套避雷器相比，這種避雷器由于體積小，重量輕，從90年代起逐步試用到輸電線路防雷。這種避雷器具有以下特點(diǎn)： （一） 采用一次模壓成型（即真空澆注工藝），排除了內(nèi)部氣隙，局部放電量?。▏?guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求小于50 PC，該產(chǎn)品小于5 PC），內(nèi)部不易受潮，提高了避雷器使用的可靠性。 （二） 重量輕，體積小，既可懸掛在變電站進(jìn)線門型構(gòu)架上，節(jié)省占地；也可懸掛在線路桿塔上，安裝方便、簡(jiǎn)單，安裝成本較低。 （三） 避雷器本體上設(shè)計(jì)有防爆孔，即使避雷器因內(nèi)部故障發(fā)生爆炸，由于避雷器裙套材料是硅橡膠，爆炸后只是裙套裂開，不會(huì)出現(xiàn)瓷套避雷器爆炸后，瓷片飛出打壞絕緣子串和導(dǎo)線等周圍設(shè)備的情況。 （四） 110 kV、220 kV等級(jí)的線路避雷器由于外串聯(lián)了空氣間隙，避雷器本體平時(shí)不帶電（僅在雷電過電壓時(shí)動(dòng)作），這就在很大程度上延長(zhǎng)了閥片和硅橡膠外套的使用壽命，抗老化能力大幅提高；而10 kV、35 kV線路避雷器則采用了串聯(lián)熱爆式脫離器的方式，即使避雷器本體故障，脫離器會(huì)立即炸開，保證了系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行。 （五） 由于輸電線路多在野外，線路避雷器的預(yù)防性試驗(yàn)較為困難。一是缺乏試驗(yàn)電源，二是在桿塔上做試驗(yàn)極不方便。而由于四川電力試驗(yàn)研究院避雷器所具有的特點(diǎn)，這種避雷器可以不必進(jìn)行每年一次的預(yù)防性試驗(yàn)，因而減少了運(yùn)行和維護(hù)成本和工作量，這也是和近年來大力推廣的“輸電線路狀態(tài)檢修”的要求相吻合的。 二、 線路避雷器在四川電網(wǎng)的應(yīng)用及防雷效果 四川地處西南，除成都平原外大多以山區(qū)、丘陵為主，雷電活動(dòng)頻繁程度列全國(guó)前茅。就雷暴日而言，四川平均雷暴日為40 d/a左右，等于全國(guó)平均水平。雷暴日的統(tǒng)計(jì)是某一天聽到一次雷聲則計(jì)入，在反映雷電活動(dòng)的頻繁程度是不科學(xué)的。以四川樂山、宜賓等地為例，每年的雷暴日在40個(gè)左右。而部分雷暴日的雷電活動(dòng)強(qiáng)度非常劇烈，在夏季打雷可以從傍晚一直打到第二天凌晨。因此，從科學(xué)的角度來說，分析雷電活動(dòng)的頻繁程度指標(biāo)應(yīng)該用雷電小時(shí)數(shù)來統(tǒng)計(jì)。四川某些地區(qū)的雷電小時(shí)數(shù)可高達(dá)250個(gè)/a。如以雷電小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)四川地區(qū)的雷電活動(dòng)，則可充分反映其嚴(yán)重程度。正是由于這種嚴(yán)重的程度，每年四川輸電線路遭受雷擊而引發(fā)跳閘事故給系統(tǒng)造成的損失是嚴(yán)重的，影響了系統(tǒng)安全、正常的運(yùn)行。 鑒于以上原因，四川電力試驗(yàn)研究院和樂山電業(yè)局有關(guān)人員從1997年起，開始在輸電線路上采用線路避雷器防雷。如樂山電業(yè)局110 kV五沙線105號(hào)鐵塔，是一基過江大跨度高塔，年年遭受雷擊，絕緣子常被打壞，采用羊角保護(hù)、降低接地電阻等方法仍不能解決問題。后來安裝了一組110 kV線路避雷器（帶串聯(lián)間隙），至今未發(fā)生過雷擊該塔造成線路跳閘和損壞絕緣子的事故，取得了很好的效果。在試用取得明顯效果的情況下，該局逐步穩(wěn)妥地應(yīng)用了35 kV、110 kV、220 kV線路避雷器，全局線路跳閘率明顯下降，從整體上提高了電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平，減少了由于雷害引發(fā)的事故損失。 10次 6次 9次安裝后在一個(gè)雷雨季節(jié)后，三相計(jì)數(shù)器共動(dòng)作25次，未發(fā)生一次跳閘；裝設(shè)的雷電流記錄裝置反映雷電流在1000A以下。 又如西昌電業(yè)局，地處大小涼山，屬高海拔、重冰區(qū)、風(fēng)沙大、雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)。2000年該局所轄220 kV西越線（系成昆電氣化鐵路直饋電源）遭受雷擊跳閘，造成成昆鐵路停運(yùn)3 h，造成了極大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。2001年該線路安裝了4組線路避雷器后，在一個(gè)雷雨季節(jié)該線路無一次跳閘，取得了明顯的防雷效果。 線路型避雷器在保護(hù)熱備用開關(guān)的應(yīng)用，根據(jù)過電壓保護(hù)規(guī)程DL/T620-1997的要求，為保證熱備用開關(guān)在雷雨季節(jié)的安全運(yùn)行，在線路側(cè)應(yīng)裝設(shè)避雷器進(jìn)行保護(hù)。對(duì)于因運(yùn)行方式變化需加裝熱備用開關(guān)保護(hù)用MOA的變電站，由于站內(nèi)已沒有安裝位置，可在進(jìn)線門型構(gòu)架上或第一基桿塔上安裝無間隙帶熱爆式脫離器的MOA，既解決了熱備用開關(guān)的保護(hù)問題，又解決了MOA安裝的問題。 四川電力試驗(yàn)研究院研制開發(fā)的10～220 kV線路避雷器，目前已有數(shù)百相（只）使用在四川電力系統(tǒng)及地方電力系統(tǒng)中，取得明顯的防雷效果，受到用戶單位的好評(píng)。2002年6月，四川省電力公司根據(jù)這個(gè)情況，作出了“關(guān)于推廣應(yīng)用線路避雷器的意見”，建議下屬單位積極推廣應(yīng)用，以提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的水平，為系統(tǒng)多供電作貢獻(xiàn)。 三、關(guān)于應(yīng)用線路避雷器的幾個(gè)問題 （一）關(guān)于串聯(lián)間隙的選擇 110、220 kV線路避雷器采用了串聯(lián)間隙的方式。串聯(lián)間隙的結(jié)構(gòu)目前主要有兩種形式。一種是采用合成絕緣子與避雷器串聯(lián)而成，另一種是半羊角間隙（純空氣間隙）的方式。四川電力試驗(yàn)研究院的產(chǎn)品采用第二種方式。前一種方式由于線路風(fēng)擺，易使合成絕緣子受損，曾發(fā)生過脆斷、炸裂的事故，目前已屬淘汰的結(jié)構(gòu)。而后一種方式的間隙使避雷器本體平時(shí)不帶電，獨(dú)特的羊角電極充分考慮了風(fēng)擺的影響，同時(shí)在重冰區(qū)不利于結(jié)冰，因而是目前最好的間隙結(jié)構(gòu)，日本66 kV線路所用的間隙結(jié)構(gòu)形式也是這種。 （二）關(guān)于脫離器的應(yīng)用 在10、35 kV的線路中，線路避雷器采用了脫離器的結(jié)構(gòu)。由于10、35 kV屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（又稱小電流接地系統(tǒng)），如果發(fā)生單相接地故障，接地電流將不會(huì)很大，一般在幾安培至幾十安培之間，故障發(fā)生后線路不跳閘。由于10、35 kV線路避雷器是不帶串聯(lián)間隙的（絕緣配合很難保證），萬一線路避雷器本體出現(xiàn)故障，造成相對(duì)地短路，如果線路上掛有多組避雷器，將不易判別故障點(diǎn)，并對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。采用串聯(lián)脫離器就可解決這一難題。 熱爆式脫離器采用了熱爆原理，當(dāng)避雷器的故障電流通過脫離器并達(dá)到一定值時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生熱能，迅速引爆特制炸藥，實(shí)現(xiàn)避雷器與接地點(diǎn)的脫離，從而避免發(fā)生接地短路的事故。IEEE－C62《配電避雷器脫離器要求》作了具體的規(guī)定。目前國(guó)外電網(wǎng)已大量使用，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的使用也日趨成熟。 （三）關(guān)于線路避雷器安裝選點(diǎn)的建議 為了充分利用有限的資金獲得較好的效果，根據(jù)線路遭受雷擊的特點(diǎn)，建議線路避雷器安裝在以下位置：1.山區(qū)線路易擊段易擊桿塔，或線路桿塔接地電阻大而降低困難的桿塔；2.大跨越桿塔，如過江桿塔等；3.未全線架設(shè)架空地線的線路，如35 kV線路及其T接點(diǎn)；4.變電站熱備用開關(guān)需保護(hù)開關(guān)斷口地方。 （四）關(guān)于線路避雷器的維護(hù) 由于這種線路避雷器的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)形式，投運(yùn)的維護(hù)工作可以采用以下方法：1.結(jié)合線路巡線工作，由線路巡線工人觀察并記錄線路避雷器的計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況（計(jì)數(shù)器安裝朝下），巡線工人可以用望遠(yuǎn)鏡看到計(jì)數(shù)器動(dòng)作次數(shù)。2.觀察避雷器是否因風(fēng)力等因素造成脫落、松動(dòng)等情況；3.安裝后5年可以分批拆回，進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。 四、結(jié)束語 近年來利用線路避雷器的方法，有效地降低了四川地區(qū)雷擊事故跳閘率，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大力推廣；用戶單位可結(jié)合自己的實(shí)際情況，選用這種方法進(jìn)行防雷，以達(dá)到提高輸供電可靠性，減少線路維護(hù)工作量，降低生產(chǎn)成本的目的。